Diffractiepieken

Diffractiepieken zijn kenmerken in een diffractiepatroon die ontstaan door constructieve interferentie van golven die door een kristallijne structuur teruggekaatst of verspreid worden. Dit kan gebeuren bij röntgenstraling, elektronenstraling of neutronen. De pieken geven informatie over de orde en regelmaat van de kristallijne fases in een monster en afhangen van de oriëntatie van de kristalvlakken ten opzichte van de inkomende straling.

In röntgendiffractie (XRD) worden de pieken meestal uitgedrukt als intensiteit tegen de hoek 2θ. De posities van de pieken voldoen aan Bragg’s law: nλ = 2d sin θ, waarbij λ de golflengte is, d de interplanare afstand en θ de invalshoek. De indexen hkl verwijzen naar families van kristalvlakken. De intensiteit van een piek hangt af van de structuurfactor en de aanwezigheid van atomaire soorten en posities in het kristal. Dankzij de piekopstelling kunnen zowel de soort fase als de kristalstructuur worden vastgesteld.

Pieken kunnen breder zijn door factoren als kristalgruisgrootte, microstrain, instrumentele breedte en schadelijke defecten. De Scherrer-relatie geeft een ruwe schatting van de crystallite size uit de breedte van de pieken. Geavanceerde analyse zoals Rietveld-gewichtografie gebruikt de gehele piekstructuur om kristalstructuurparameters, faseverhouding en lattice parameters te bepalen.

Toepassingen omvatten fase-identificatie, bepaling van lattice parameters, kristallietgrootte, strain en defectanalyse. Diffractiepieken vormen zo een fundamenteel hulpmiddel in material science, mineraalkunde, chemie en materiaalkunde.